"""
Requirements:
  - scikit-fuzzy==0.4.2  networkx==3.1
  - numpy
  - matplotlib
Python:
  - 3.5
"""
import numpy as np
import skfuzzy as fuzz

if __name__ == "__main__":
    # 创建讨论域 X，范围从 0 到 75，共 75 个点
    X = np.linspace(start=0, stop=75, num=75, endpoint=True, retstep=False)

    # 定义两个模糊集合，使用三角形隶属函数
    abc1 = [0, 25, 50]
    abc2 = [25, 50, 75]
    young = fuzz.membership.trimf(X, abc1)
    middle_aged = fuzz.membership.trimf(X, abc2)

    # 计算不同的模糊运算
    one = np.ones(75)
    zero = np.zeros((75,))
    # 1. 并集运算：取两个模糊集合对应元素的最大值
    union = fuzz.fuzzy_or(X, young, X, middle_aged)[1]
    # 2. 交集运算：取两个模糊集合对应元素的最小值
    intersection = fuzz.fuzzy_and(X, young, X, middle_aged)[1]
    # 3. 补集运算：计算模糊集合 A 的补集
    complement_a = fuzz.fuzzy_not(young)
    # 4. 差集运算：计算模糊集合 A 和 B 的差集
    difference = fuzz.fuzzy_and(X, young, X, fuzz.fuzzy_not(middle_aged)[1])[1]
    # 5. 代数和运算：计算模糊集合 A 和 B 的代数和
    alg_sum = young + middle_aged - (young * middle_aged)
    # 6. 代数积运算：计算模糊集合 A 和 B 的代数积
    alg_product = young * middle_aged
    # 7. 有界和运算：计算模糊集合 A 和 B 的有界和
    bdd_sum = fuzz.fuzzy_and(X, one, X, young + middle_aged)[1]
    # 8. 有界差运算：计算模糊集合 A 和 B 的有界差
    bdd_difference = fuzz.fuzzy_or(X, zero, X, young - middle_aged)[1]

    from matplotlib import pyplot as plt
    # 绘制各个模糊集合及其运算结果
    plt.figure()

    plt.subplot(4, 3, 1)
    plt.plot(X, young)
    plt.title("Young")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 2)
    plt.plot(X, middle_aged)
    plt.title("Middle aged")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 3)
    plt.plot(X, union)
    plt.title("Union")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 4)
    plt.plot(X, intersection)
    plt.title("Intersection")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 5)
    plt.plot(X, complement_a)
    plt.title("Complement A")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 6)
    plt.plot(X, difference)
    plt.title("Difference A/B")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 7)
    plt.plot(X, alg_sum)
    plt.title("Algebraic Sum")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 8)
    plt.plot(X, alg_product)
    plt.title("Algebraic Product")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 9)
    plt.plot(X, bdd_sum)
    plt.title("Bounded Sum")
    plt.grid(True)

    plt.subplot(4, 3, 10)
    plt.plot(X, bdd_difference)
    plt.title("Bounded Difference")
    plt.grid(True)

    plt.subplots_adjust(hspace=0.5)
    plt.show()
